- Mecanismul camă-tachet transformă rotația arborelui în mișcare a supapelor.
- Cama este conducător; tachetul este pasiv; contactul se asigură cu resortul.
- Cama: radială (cea mai comună), cilindrică (mai rară), cu pană.
- Alegerea tacheților influențează performanța și durabilitatea motorului.
Mecanismul cu came și tacheți reprezintă unul dintre cele mai importante sisteme ale motorului cu ardere internă, fiind responsabil pentru acționarea supapelor de admisie și evacuare. Deși pare un concept simplu, tehnologia din spatele acestui mecanism este sofisticată și crucială pentru performanța motorului. În acest articol vom explora în detaliu cum funcționează camele și tacheții, ce tipuri există și care sunt caracteristicile fiecăruia.
Ce sunt camele și tacheții?
O camă este un element rotativ din angrenajul autoturismului care imprimă o mișcare alternativă sau oscilantă unei alte piese cunoscute sub numele de tachet (sau culbutor). Aceste două componente prezintă un contact de tip punctual sau liniar și constituie astfel un angrenaj mecanic precis.
Principiul de funcționare
Contactul dintre o camă și un tachet este realizat cu ajutorul unei forțe exterioare asigurate în general de către un resort sau de greutatea tachetului propriu-zis atunci când aceasta este suficientă. Rolul camelor este de a transforma mișcarea de rotație a arborelui cu came în mișcare alternativă sau oscilantă, necesară pentru deschiderea și închiderea supapelor.
În acest sistem, cama este elementul conducător (activ), iar tachetul este elementul condus (pasiv). Această distincție este importantă pentru înțelegerea modului în care forțele se transmit prin mecanism și unde apare uzura.
Clasificarea camelor după tipul de mișcare
Există o multitudine de moduri în care pot fi clasificate camele, iar aceste clasificări se bazează pe tipul de mișcare și de deplasare a tachetului în raport cu axa de rotație sau de oscilație a camei.
Cama radială sau cu disc
Atunci când vorbim despre o camă radială, suprafața de lucru a camei este proiectată în așa fel încât dispozitivul urmăritor să se deplaseze într-un plan perpendicular pe axa camei, astfel încât să efectueze o mișcare alternativă sau oscilantă. Acest tip este cel mai comun în motoarele moderne și oferă un control precis al deschiderii supapelor.
Avantajele camei radiale includ:
- Design compact și eficient
- Control precis al profilului de ridicare
- Uzură uniformă pe suprafața de contact
- Fabricație relativ simplă
Cama cilindrică
Pentru acest tip de camă, tachetul se deplasează alternativ sau oscilează în plan paralel cu axa camelor. Există un contur circumferențial care apare pe suprafața cilindrului care se rotește în jurul propriei axe. Acest design este mai rar întâlnit în aplicațiile auto moderne, dar poate fi găsit în anumite motoare industriale sau în mecanisme speciale.
Cama cu pană
Acest tip de camă este mai diferit, deoarece are o mișcare de translație (nu de rotație), iar profilul camei este format pe o parte a acesteia. Aplicațiile pentru acest tip sunt limitate în domeniul auto, fiind mai des întâlnite în utilaje industriale.
Tipuri de tacheți și caracteristicile lor
Alegerile de design pentru tacheți sunt critice pentru performanța și durabilitatea motorului. Fiecare tip are avantaje și dezavantaje specifice.
Tachet cu muchie ascuțită
Acești tacheți au cel mai simplu tip de construcție, capătul de contact care se întâlnește cu cama având o muchie ascuțită, ceea ce îi dă și denumirea. Mișcarea dintre camă și tachet este una de alunecare, dar această piesă nu se utilizează de obicei în practică, deoarece suprafața mică de contact face ca nivelul de uzură să fie foarte mare și piesele să necesite înlocuire foarte des.
Dezavantajele majore:
- Uzură accelerată a ambelor suprafețe
- Frecare mare și pierderi de energie
- Generare crescută de căldură
- Necesită înlocuire frecventă
Tachet cu role
Acest tip este cel mai des utilizat în motoarele moderne, capătul de contact al tachetului fiind format dintr-o rolă, astfel încât între acesta și camă există mereu o mișcare de rostogolire. Rata de uzură este mult mai mică în acest caz datorită frecării mult mai reduse.
Avantajele tachetului cu role:
- Uzură minimă prin contact de rostogolire
- Frecare redusă și eficiență crescută
- Durată de viață extinsă
- Permite turații mai mari ale motorului
- Răspuns mai rapid la deschiderea supapelor
Tachet cu față plană
Acest tip de piesă este utilizat în general atunci când spațiul este foarte redus pentru a putea acționa supapa unui automobil. Suprafața de contact dintre tachet și camă este perfect plană, uneori circulară. Pentru a minimiza uzura, acești tacheți sunt adesea fabricați să se rotească ușor în ghidajele lor, distribuind uzura uniform pe suprafață.
Caracteristici specifice:
- Design compact pentru spații limitate
- Necesită lubrifiere excelentă
- Profile de camă mai blânde pentru a evita uzura
- Cost de fabricație mai redus
Tachet sferic
Este similar cu un tachet cu față plană, doar că suprafața de contact cu cama este de formă sferică. Acest design permite o distribuție mai bună a presiunii de contact și poate compensa mici neregularități în aliniere.
Sisteme radiale versus deplasate
În funcție de tipul de traiectorie a mișcării tachetului atunci când axul cu came se învârte, putem avea un sistem radial sau unul deplasat.
Sistem radial
În cazul sistemului radial, tachetul se deplasează de-a lungul unei axe care trece prin centrul camelor. Acest design este mai simplu și mai compact, fiind preferat pentru motoarele cu arbore cu came în blocul motor.
Sistem deplasat
La sistemul deplasat, mișcarea axei se îndepărtează de axa centrului de rotație al camei. Acest design permite profile de camă mai agresive și poate oferi un control mai fin al deschiderii supapelor, fiind preferat în motoarele de înaltă performanță.
Importanța întreținerii
Mecanismul cu came și tacheți necesită lubrifiere adecvată și constantă. Uleiul de motor joacă un rol crucial în:
- Reducerea frecării dintre suprafețe
- Evacuarea căldurii generate
- Curățarea particulelor de uzură
- Prevenirea coroziunii
O întreținere neglijată poate duce la:
- Uzură accelerată a camelor și tachetilor
- Zgomot crescut al motorului
- Pierdere de putere
- Avarii majore ale motorului
Aplicații și evoluții
Deși mecanismul cu came și tacheți este utilizat în principal la majoritatea autoturismelor pentru a acționa supapele de admisie și evacuare ale motoarelor cu ardere internă, acesta poate fi regăsit și în alte industrii care nu țin de domeniul auto: mașini-unelte, sisteme de pompare, mecanisme de distribuție și multe altele.
Tehnologia modernă a introdus și sisteme variabile de distribuție (VVT - Variable Valve Timing) care permit modificarea fazelor de distribuție în funcție de regimul motorului, îmbunătățind semnificativ eficiența și puterea. Aceste sisteme folosesc tot mecanisme cu came și tacheți, dar adaugă capabilități de ajustare electronică a pozițiilor relative.
Înțelegerea modului în care funcționează camele și tacheții este esențială pentru orice pasionat auto sau mecanic, deoarece acest mecanism simplu dar ingenios stă la baza funcționării oricărui motor cu ardere internă modern.
